CN107832162B - 远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法 - Google Patents
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Abstract
为了在不消耗用户电脑客户端硬件资源的情况下,实现多学科优化计算,本发明提供了一种远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法。包括以下步骤:1)建立优化流程模版;2)创建基于浏览器或者桌面应用程序的优化流程信息输入界面和优化任务信息输入界面;3)接收用户填写的优化流程信息和添加的优化流程模版,将优化流程模版上传到ModelCenter服务器上存储;然后将优化流程信息与优化流程模版关联后存储;4)接收用户提交的优化任务,在ModelCenter服务器端进行优化任务调度管理。采用本发明的方法,用户端无需调用本地ModelCenter软件,只需通过浏览器/桌面应用程序远程操作ModelCenter软件完成多学科设计优化过程,整个优化过程是在远程ModelCenter服务器上完成,不消耗用户端硬件资源。
Description
技术领域
本发明属于软件技术领域,涉及一种远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法。
背景技术
ModelCenter软件是一个商业多学科设计优化(MDO)软件,虽然提供了易于操作的图形化优化流程建模界面、丰富的组件封装接口、以及强大的数据后处理能力,但其所有功能都只能在ModelCenter软件界面中才能操作和实现,并且多学科优化计算往往耗时较长,因此在用户电脑客户端需要强大的硬件资源支持。
发明内容
为了在不消耗用户电脑客户端硬件资源的情况下,实现多学科优化计算,本发明提供了一种远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法。进一步地,本发明还能实现多用户共用一套远程ModelCenter软件并行执行多个优化任务的功能。
本发明的技术方案是:
远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法,包括以下步骤:
步骤1:建立优化流程模版;
1.1在ModelCenter软件中创建多学科设计优化流程模版,所述优化流程模版包含优化流程.pxcz文件,并应满足下述条件:
(1)创建的优化流程模版中若包含设计模型文件、exe可执行程序、数据文件、脚本文件中的一个或多个,则这些文件应与优化流程.pxcz文件放在同一流程文件包下;
(2)ModelCenter中的优化流程.pxcz文件中所引用的文件必须采用相对路径;
(3)优化流程模板中引用的设计模型必须是参数化模型;
1.2运行步骤1.1创建的优化流程模版,若运行成功,则执行步骤2;若运行失败,则返回步骤1.1;
步骤2:创建基于浏览器或者桌面应用程序的优化流程信息输入界面和优化任务信息输入界面;优化流程信息输入界面包含优化流程名称、用于上传优化流程模版的文件附件组件;所述优化任务信息输入界面包含设计变量、约束条件和优化目标,以及可供选择的优化流程信息;
步骤3:接收用户填写的优化流程信息和添加的优化流程模版,将所述优化流程模版上传到ModelCenter服务器上进行存储;然后在所述优化流程信息中写入所述优化流程模版在ModelCenter服务器上存储的绝对路径信息,再将优化流程信息保存在服务器上;
步骤4:接收用户提交的优化任务,在ModelCenter服务器端进行优化任务调度管理;
4.1任务排队;
对用户提交的优化任务进行排队管理,当ModelCenter服务器端的浮动许可资源空闲时,根据预先设定的提取规则从排队的优化任务中取出一个或多个优化任务,提交给ModelCenter软件执行优化流程;可并行运行优化任务的最大数量等于ModelCenter服务器端的浮动许可数量;
4.2任务执行;
从排队的优化任务中取出一个或多个优化任务,通过多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,启动ModelCenter软件进程,加载所选取的优化任务对应的优化流程.pxcz文件,读取优化任务的设计变量、约束条件和优化目标数据,运行优化流程;
4.3任务取消;
利用多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,从排队的优化任务中移除一个或多个优化任务;
4.4任务停止;
利用多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,强行停止正在运行的一个或多个优化任务,释放ModelCenter浮动许可资源;
4.5优化任务结果保存;
整个优化迭代过程结束后,ModelCenter进程结束前,再次保存优化流程的.pxcz文件,则优化结果数据被保存在所述.pxcz文件中;
4.6优化任务结果数据提取;
将优化任务运行结束后的.pxcz文件后缀改为.zip或者.rar,然后将所述.zip或者.rar文件解压,进入FileVariables文件夹,打开FileVariables文件夹内后缀为.output的文件,该后缀为.output的文件中包含了设计变量的最优解以及对应的目标和约束值;
上述步骤4.1-4.5运行过程中,实时记录优化任务的运行状态并保存在ModelCenter服务器上,供用户查看;所述运行状态包括排队、运行、取消、停止和完成。
进一步地,为实现多用户多优化任务并行执行,上述步骤4.2任务执行前,首先通过多线程技术将待执行优化任务对应的优化流程模版复制一份并重命名,然后调用ModelCenter的系统API或Java API,启动ModelCenter软件进程,加载重命名后的优化流程模版中的优化流程.pxcz文件。
进一步地,上述步骤1.1建立优化流程模版过程中还需要在所述优化流程.pxcz文件中增加QuikWrap组件,用于在所述流程文件包中生成输出文件,该输出文件用于记录每个优化迭代步骤中设计变量、约束条件和优化目标数据,供后续绘制优化历程散点图使用。
进一步地,上述步骤4.2任务执行时,若通过Java技术与ModelCenter软件建立通信连接,对于ModelCenter 12.0以前的版本只能采用32位的JDK;对于ModelCenter 12.0及其以上版本支持64位JDK。
进一步地,上述步骤1.1中的设计模型文件包括.prt模型文件和.x_t模型文件;脚本文件包括.pre文件、.cse文件、.rpl文件、.lgw文件和.mac文件。
进一步地,为满足用户需求,上述方法还包括步骤5,生成优化报告:
5.1记录优化过程中三维模型及计算边界中所采用的所有数据;
5.2读取所述优化结果数据和初始数据生成对比分析图表,绘制设计对比图;
5.3读取QuikWrap组件生成的输出文件数据,生成优化历程散点图。
本发明的优点:
1、本发明能够实现远程调用ModelCenter软件执行多学科设计优化任务,用户电脑客户端无需调用本地ModelCenter软件,只需通过浏览器或者桌面应用程序即可远程操作ModelCenter软件完成多学科设计优化过程,整个多学科设计优化过程是在远程ModelCenter服务器上完成,不消耗用户电脑客户端硬件资源,不受用户本机上的ModelCenter软件控制,降低用户对ModelCenter软件操作的依赖。
2、本发明可根据ModelCenter软件License浮动许可的数量,对用户提交的优化任务进行调度管理,用户可通过浏览器或者桌面应用程序远程运行、取消、停止ModelCenter优化任务。
3、本发明可实时记录ModelCenter优化任务的运行状态并保存在服务器上,用户可通过浏览器或者桌面应用程序远程查询优化任务状态;在优化任务运行结束后,可自动生成优化报告,便于用户总结分析。
4、本发明可自动生成优化历程散点图,用户可通过浏览器或者桌面应用程序查看优化历程散点图。
5、本发明仅借助一套ModelCenter软件,在不打开ModelCenter软件界面的情况下,以后台运行的方式运行多用户提交的多个优化任务,并能保存最优结果数据。
6、本发明在ModelCenter服务器端对优化流程模板进行统一管理、共享和复用,一人维护可供多人远程使用。
7、本发明将同一结构的设计模型文件的设计优化流程做成一份优化流程模板,当涉及该结构的设计优化时,用户只需远程输入设计变量、约束条件和优化目标数据即可共享、复用已有的优化流程模板,减少了重复工作,提高了设计工作效率。
8、现有ModelCenter软件生成的分析报告内容虽然较丰富,但是针对性不强;另外,现有ModelCenter软件的分析图表是基于优化过程给出的,缺少用户关心的最优结果和初始数据对比分析图表,也未提供设计对比图,而本发明在远程调用ModelCenter软件完成优化设计任务后,生成的优化报告中包含对比分析图表和设计对比图,可供用户参考,针对性强。
附图说明
图1是本发明的实现流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作详细说明。
本发明实现ModelCenter软件的远程调用,具体包括以下步骤:
步骤1:建立优化流程模版;
1.1在ModelCenter软件中创建多学科设计优化流程模版,所述优化流程模版包含优化流程.pxcz文件,并应满足下述条件:
(1)创建的优化流程模版中,若包含设计模型文件、exe可执行程序、数据文件、脚本文件中的一个或多个,则包含的这些文件都必须与优化流程.pxcz文件放在同一流程文件包(该流程文件包即为一份优化流程模版)下;当优化流程模版仅包含优化流程.pxcz文件时,也应将优化流程.pxcz文件放在流程文件包下;所述设计模型文件包括.prt模型文件和.x_t模型文件;脚本文件包括.pre文件、.cse文件、.rpl文件、.lgw文件和.mac文件;
(2)ModelCenter中的优化流程.pxcz文件中所引用的文件必须采用相对路径;
(3)优化流程中引用的.prt模型必须是参数化模型,以实现灵活复用;
本步骤中,为了使ModelCenter软件在后台运行时能够生成优化历程散点图,还应在所述优化流程.pxcz文件中增加一个QuikWrap组件,用于在所述流程文件包中生成输出文件,该输出文件用于记录每个优化迭代步骤中设计变量、约束条件和优化目标数据,供后续绘制优化历程散点图使用;
本步骤中,为了实现优化流程模版的共享和复用,同一结构的设计模型文件对应一份优化流程模版。
1.2运行步骤1.1创建的优化流程模版,若运行成功,则执行步骤2;若运行失败,则返回步骤1.1;
步骤2:创建基于浏览器或者桌面应用程序的优化流程信息输入界面和优化任务信息输入界面;优化流程信息输入界面包含优化流程名称、文件附件组件(在该组件中可添加用户创建的优化流程模版)、优化针对的模型、采用的优化算法、优化流程模版创建人和创建时间等的输入框;所述优化任务信息输入界面包含设计变量、约束条件和优化目标的输入框/选择栏,以及可供选择的优化流程信息(下拉菜单形式);
步骤3:接收用户填写的优化流程信息和上传的优化流程模版,将所述优化流程模版上传到ModelCenter服务器上进行存储;然后在所述优化流程信息中写入所述优化流程模版在服务器上存储的绝对路径信息,再保存在服务器上;实际中,可根据业务类型分类存储优化流程模版,便于维护管理;
步骤4:接收用户提交的优化任务,在ModelCenter服务器端进行优化任务调度管理;
4.1任务排队;
对用户提交的优化任务进行排队管理,当ModelCenter服务器端的浮动许可资源空闲时,根据预先设定的提取规则从排队的优化任务中取出一个或多个优化任务,提交给ModelCenter软件执行优化流程;可并行运行优化任务的最大数量等于ModelCenter服务器端的浮动许可数量;所述预先设定的提取规则可以是先进先出规则,也可以是根据优化任务优先级制定的其他规则;
4.2任务执行;
从排队的优化任务中取出一个或多个优化任务,通过多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,启动ModelCenter软件进程,加载所选取的优化任务对应的优化流程.pxcz文件,读取优化任务的设计变量、约束条件和优化目标数据,在ModelCenter服务器端运行优化流程;
为支持多用户多任务并行运行,用户提交优化任务后、ModelCenter服务器端执行优化任务前,ModelCenter服务器端首先通过多线程技术,将待执行优化任务对应的优化流程模版复制一份并重命名使得多用户多任务之间互不影响,然后调用ModelCenter的系统API或Java API,启动ModelCenter软件进程,加载重命名后优化流程模版中的优化流程.pxcz文件;
另外需要说明的是,若通过Java技术与ModelCenter软件建立通信连接,对于ModelCenter 12.0以前的版本只能采用32位的JDK;对于ModelCenter 12.0及其以上版本支持64位JDK;采用ModelCenter Java API时需用到ModelCenter安装目录中的ModelCenter.jar、JNIModelCenter.dll(32位)、JNIModelCenter64.dll(64位)文件;
4.3任务取消;
利用多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,从排队的优化任务中移除一个或多个优化任务;
4.4任务停止;
利用多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,强行停止正在运行的一个或多个优化任务,释放ModelCenter浮动许可资源;
4.5优化任务结果保存;
整个优化迭代过程结束后,ModelCenter进程结束前,再次保存优化流程的.pxcz文件,则优化结果数据被保存在所述.pxcz文件中;
4.6优化任务结果数据提取;
将优化任务运行结束后的.pxcz文件后缀改为.zip或者.rar,然后将所述.zip或者.rar文件解压,再进入FileVariables文件夹,以文本文件的方式打开FileVariables文件夹内后缀为.output的文件,该后缀为.output的文件中包含了设计变量(DesignVariables)的最优解以及对应的目标(Objective)和约束值(Constraints);
上述步骤4.1-4.5运行过程中,实时记录优化任务的运行状态并保存在ModelCenter服务器上,供用户查看;所述运行状态包括排队、运行、取消、停止和完成;
由于ModelCenter软件自带的DataExplorer工具只能在ModelCenter图形化界面中操作使用,且目前只能借助该工具才能查看、保存优化过程数据和优化结果数据,而本发明的上述步骤4.5-4.6可实现ModelCenter软件在远程ModelCenter服务器上后台运行,不借助DataExplorer工具就能进行优化结果数据的保存和提取;
步骤5:生成优化报告;
5.1记录优化过程中三维模型及计算边界中所采用的所有数据;
5.2读取所述优化结果数据和初始数据生成对比分析图表,绘制设计对比图;所述设计对比图为初始设计模型和最终设计模型对比,包括线型对比;
5.3读取QuikWrap组件生成的输出文件数据,生成优化历程散点图;
采用上述方法实现远程调用ModelCenter软件的功能后,用户可通过浏览器或者桌面应用程序远程访问ModelCenter服务器,在用户端进行以下操作:
创建新的优化任务,选择已发布的优化流程,填写对应优化流程的设计变量、约束条件和优化目标数据,然后提交优化任务;
随时查看优化任务状态;
取消排队中的优化任务,强行停止运行中的优化任务;
查看优化历程散点图,用户可通过优化历程散点图实时监控优化任务的进展情况、迭代步数,收敛情况;
查看优化结果,用户可查看已完成状态的优化任务的优化结果数据;
查看优化报告,报告中会通过图表形式对初始数据、结果数据、计算数据等做对比分析,形成相应结论等。
Claims (5)
1.远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:建立优化流程模版;
1.1在ModelCenter软件中创建多学科设计优化流程模版,所述优化流程模版包含优化流程.pxcz文件,并应满足下述条件:
(1)创建的优化流程模版中若包含设计模型文件、exe可执行程序、数据文件、脚本文件中的一个或多个,则这些文件应与优化流程.pxcz文件放在同一流程文件包下;
(2)ModelCenter中的优化流程.pxcz文件中所引用的文件必须采用相对路径;
(3)优化流程模板中引用的设计模型必须是参数化模型;
1.2运行步骤1.1创建的优化流程模版,若运行成功,则执行步骤2;若运行失败,则返回步骤1.1;
步骤2:创建基于浏览器或者桌面应用程序的优化流程信息输入界面和优化任务信息输入界面;优化流程信息输入界面包含优化流程名称、用于上传优化流程模版的文件附件组件;所述优化任务信息输入界面包含设计变量、约束条件、优化目标和可供选择的优化流程信息;
步骤3:接收用户填写的优化流程信息和添加的优化流程模版,将所述优化流程模版上传到ModelCenter服务器上进行存储;然后在所述优化流程信息中写入所述优化流程模版在ModelCenter服务器上存储的绝对路径信息,再将优化流程信息保存在服务器上;
步骤4:接收用户提交的优化任务,在ModelCenter服务器端进行优化任务调度管理;
4.1任务排队;
对用户提交的优化任务进行排队管理,当ModelCenter服务器端的浮动许可资源空闲时,根据预先设定的提取规则从排队的优化任务中取出一个或多个优化任务,提交给ModelCenter软件执行优化流程;可并行运行优化任务的最大数量等于ModelCenter服务器端的浮动许可数量;
4.2任务执行;
从排队的优化任务中取出一个或多个优化任务,通过多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,启动ModelCenter软件进程,加载所选取的优化任务对应的优化流程.pxcz文件,读取优化任务的设计变量、约束条件和优化目标数据,运行优化流程;
4.3任务取消;
利用多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,从排队的优化任务中移除一个或多个优化任务;
4.4任务停止;
利用多线程技术调用ModelCenter的系统API或Java API,强行停止正在运行的一个或多个优化任务,释放ModelCenter浮动许可资源;
4.5优化任务结果保存;
整个优化迭代过程结束后,ModelCenter进程结束前,再次保存优化流程的.pxcz文件,则优化结果数据被保存在所述.pxcz文件中;
4.6优化任务结果数据提取;
将优化任务运行结束后的.pxcz文件后缀改为.zip或者.rar,然后将所述.zip或者.rar文件解压,进入FileVariables文件夹,打开FileVariables文件夹内后缀为.output的文件,该后缀为.output的文件中包含了设计变量的最优解以及对应的目标和约束值;
所述步骤4.1-4.5运行过程中,实时记录优化任务的运行状态并保存在ModelCenter服务器上,供用户查看;所述运行状态包括排队、运行、取消、停止和完成。
2.根据权利要求1所述的远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法,其特征在于:所述步骤4.2任务执行前,首先通过多线程技术将待执行优化任务对应的优化流程模版复制一份并重命名,然后调用ModelCenter的系统API或Java API,启动ModelCenter软件进程,加载重命名后的优化流程模版中的优化流程.pxcz文件。
3.根据权利要求1所述的远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法,其特征在于,所述步骤1.1建立优化流程模版过程中还需要在所述优化流程.pxcz文件中增加QuikWrap组件,用于在所述流程文件包中生成输出文件,该输出文件用于记录每个优化迭代步骤中设计变量、约束条件和优化目标数据,供后续绘制优化历程散点图使用。
4.根据权利要求1或2或3所述的远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法,其特征在于:所述步骤4.2任务执行时,若通过Java技术与ModelCenter软件建立通信连接,对于ModelCenter 12.0以前的版本只能采用32位的JDK;对于ModelCenter 12.0以上版本支持64位JDK。
5.根据权利要求1所述的远程调用ModelCenter软件实现多学科设计优化的方法,其特征在于:还包括步骤5,生成优化报告:
5.1记录优化过程中三维模型及计算边界中所采用的所有数据;
5.2读取所述优化结果数据和初始数据生成对比分析图表,绘制设计对比图;
5.3读取QuikWrap组件生成的输出文件数据,生成优化历程散点图。
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